超大型风电安装船液压升降系统结构件有限元分析

针对安装平台液压升降系统的单腿的结构形式中焊接结构件力学安全性能问题,如上部导向及铰接梁(yoke),其结构较为复杂,是主要的承力构件,必须要进行设计有限元力学计算以确保结构的安全性。利用有限元分析的方法对液压升降系统的单腿结构的上部导向和铰接梁在风电安装船或平台上升、桩腿下降和预压载工况下进行应力及变形分析计算。结果表明,设计符合材料和规范要求,该结构的力学强度满足要求,不会由于应力集中而带来安全问题。

海上风电设备安装船的崛起和发展

本文对国内外海上风力发电现状以及风电设备安装船的需求作了阐述,并提出一型风电设备安装船供参考。

基于多因素耦合的超大型风电安装船设计参数有限元计算与实船参数验证

针对超大型深水海上风机安装平台受到海洋等环境载荷的作用出现应力集中、应力周期性变化等特性,进而导致海上风机安装平台强度失效的问题,需要研究超大型深水海上风机安装平台结构强度各项参数有限元法优化设计方法。提出耦合5因素正交优化的有限元法分析方法,解析自升状态下的船位置点位移与时间变化的关系和结构中薄弱点应力与时间变化,并利用多因素耦合多因素正交优化方法优化超大型风安装船全船结构设计获取参数值,与超大型自升式风电安装船的实际参数进行对比。计算结果表明,参数优化后的自升式风机安装平台作业位置点的位移随时间变化程度和结构弱点的应力时程变化得到改善。研究提出的方法,对于造价昂贵、建造周期长的超大型海上风机安装平台而言,可以有效减少成本,提高船体寿命。

超大型深水远岸风电安装船全船结构强度计算与校核

针对超大型自航自升式海上风电安装船结构设计不可靠而导致出现安全问题,需进行精确的结构变形和应力分析。利用有限单元法对深水海上超大型风电安装平台结构在不同工况下的变形和应力状态进行分析,解析和计算表达出安装平台结构及其与起重基座、桩腿等重要受力结构的协调关系与变化情况。计算结果表明,安装平台在各个工况下的应力值均未超过材料的许用应力的限度,平台主体的主要力学特性均满足相关要求。

自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

近年来,随着国内海上风电行业的蓬勃发展,市场对自升式风电安装船的需求日益迫切。桩腿是影响自升式风电安装船作业安全性的关键环节,桩腿设计也是自升式风电安装船的关键技术难点之一;而海上风电场的选址逐渐向离岸更远、水深更大的方向发展,客观上也对桩腿适应更恶劣海况条件的能力提出了更高要求。本文结合近年来多型自升式风电安装船桩腿设计经验,分析研究了桩腿总强度计算和优化的过程,及其与海况环境、作业条件、可变载荷等参数之间的相关性,为自升式风电安装船的桩腿设计提供了有效方法。

超大型风电安装船风暴自存状态下桩腿动力响应分析计算

桩腿支撑风机安装船舶(平台)的重量及风浪流等环境载荷,且桩腿部分在风浪流联合作用下,其结构动力学响应关系到平台的安全性,需要考虑风暴自存下桩腿动力响应以评价设计平台的安全性。利用Newmark法结合有限元分析方法对平台所处的最极端的状态-风暴自存状态下桩腿非线性变系数微分动力响应问题进行计算求解,并得出分析计算结果。作用方向为迎浪(180°)与横浪(90°)情况下桩腿发生最大位移的节点x方向和y方向位移响应曲线计算分析结果表明,在最危险工况的组合且计算值偏保守情况下,位移响应值在合理的范围内,设计符合刚度要求。

深水导管架式风机基础安装平台设计及施工

随着海上风电施工逐渐向深水方向发展,遇到的海况、风况条件将愈加恶劣,海底地质也更为复杂,目前海上深水风场基础桩的施工主要靠自升式风电安装船,但该类设备供不应求且作业费用昂贵。针对这一问题,设计了一套深水导管架式风机基础安装平台并编制了施工工法,该安装平台可很好地适用于深水软基及岩基地质的基础桩施工环境。该安装平台设计合理,结构简单,使用方便,施工工法安全可靠,具有成本低、效率高、使用范围广等优点,为深水风场导管架式基础桩的施工提供了更好的选择。

海上风电项目风机安装船操纵方法

“碳达峰、碳中和”的目标下,我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策。在此背景下,国内海上风电得到快速发展,相应的风电施工装备—风电安装船不断建造新船、引进国外装备投入使用。但国内在风电安装船的操纵和使用依然处于初始阶段、船舶操纵经验累计严重不足,相应专业操纵人员又非常缺乏。针对当前盛行带DP定位操作系统的这类风电安装船在现场施工作业期间船舶移船定位,进行简要阐述,确保电安装船在海上风电场施工过程中安全运营和发挥最大使用效率。

潮间带风机坐底安装专用船施工技术

潮间带风电场桩基施工和风机安装施工必须根据当地的水文地质情况采用不同的船舶机械和施工工艺。以某项目为例,分析潮间带风电场的水文地质资料,对将半潜驳改造成风机安装专用船的可行性进行了分析。对半潜驳改造为专用潮间带风电场施工船组进行了作用力分析和稳定性校核,结合潮间带风机安装施工经验,探讨了风机安装专用船施工作业时风机安装的技术要点和安全措施,避免了浮动产生的设备摇晃和吊装过程中的撞击风险,论证了半潜驳坐底风机安装法的可行性,为潮间带风电施工的工程实践提供参考。

海工八角形桩腿选区电磁感应模块式精确焊前预热方法的研究

桩腿是自升自航式风电安装船重要承载结构。在焊接预热过程中,海工八边形桩腿由于其结构的复杂性容易产生冷却速率不一致,从而导致焊接变形现象。提出八角形桩腿选区电磁感应焊前精确预热技术,并基于电磁-热耦合仿真方法研究模拟了恒电流、线性电流、优化线性电流3种不同的感应电流加载方式对温度场的影响。结果表明:不同的电流加载方式下,围板和导向板正反面温度场均不同。在导向板基底电流为165 A,围板基底电流为92 A,电流加载频率为10 kHz时,通过优化线性电流加载幅度,加热22 min时,在焊缝两侧75 mm范围内,正面温度为154.8~181℃,反面温度为150~180.6℃,围板在焊缝两侧100mm的范围内,正面温度为112.4~150.6℃,反面温度为106.2~151.2℃,桩腿围板和导向板正反两面温度均满足精确选区预热的温度场要求且较为均匀。该研究对后续八边形桩腿焊接制造工艺具有重要的理论指导价值。

远海自升式风电一体化运输与安装探讨

由于远海域自然环境更为恶劣,作业窗口期更短。充分利用窗口期,提高施工效率是风机安装施工的关键。通过调研和分析国内外风机运输和安装技术现状,以1 200 t自升式风电安装船和西门子4 MW机型为研究对象,提出利用自升式平台船垂直运输塔筒、水平叠加运输叶片的运输安装一体化技术,可减少涌浪对传统工艺中运输驳船的限制,提高窗口期的利用效率,提高施工工效,适用于远海风电场的建设。

海上风电发展相关船舶探究

随着我国海上风电爆发式增长,海上风电已经出现离岸距离远、风场水域水深,以及风机大型化的特点。海上风电机组及其配套设施的重量和尺寸成倍数增长,海上风电建设和运营过程中需要的使用更加专业和先进的“运输船舶”、“施工船舶”和“运维船舶”。本文从海上风电将开始全面迎来10 MW及以上风机建设需要所涉及到的此三类型船舶特点入手,主要分析海上风电往深、远、海发展,机组大型化趋势下所需要配套船机资源的发展趋势和对海上风电船舶发展情况进行思考。

风机安装船施工现状及选型分析

随着海上风力发电产业的迅速发展,陆续出现新建或改装的海上风电风机安装船,但在项目施工过程中,风电安装船出现的问题也越来越多,给海上风电项目建设带来了较大挑战。通过梳理海上风电安装船在施工过程中遇到的问题,结合工程实践形成了海上风电安装船选型流程,并在某风电场项目实践中得到了有效验证。

风电安装船升降装置与控制系统设计思路研究

作为海上风电站建设的主要运输工具,风电安装船中的升降装置在风机建设中发挥着重要作用,其稳定性是保证船体正常升降的关键。结合现场总线技术和PLC控制系统,运用分布式控制策略,对风电安装船的升降装置与控制系统进行了设计,并就其性能进行了测试,结果表明,系统具备良好的可靠性和安全性,能够满足工程应用的要求。

海上风电安装船技术发展趋势及突围路径

海上风电项目施工过程中往往需要海上风电安装运输一体船进行风电设备的运输,为风电设备的实际安装提供良好的先决条件。目前,随着时代的发展,海上风电安装船的功能逐步丰富和完善,已能够针对不同海域、不同工程预算和不同时间需求进行适应性的种类选择,但仍需结合时代发展现状与需求,进一步探析未来的发展趋势。